客座主编致读者

<正>煤炭资源是我国基础能源,是国家能源安全的“压舱石”,有力地支撑了国民经济和社会高质量发展。但也应看到,传统矿业开发模式带来了环境污染、生态损害、地层塌陷等诸多问题,严重影响地表安全、生态环境、经济发展、社会和谐。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确要求“推动绿色发展”“实施采煤沉陷区综合治理”;习近平总书记强调:“我们既要金山银山,     

“生物质能源与材料”专题客座主编致读者

<正>2020年9月,习近平总书记向国际社会做出CO₂排放“3060”郑重承诺,“碳达峰、碳中和”正式纳入经济社会发展和生态文明建设整体布局,明确了我国经济社会发展全面绿色转型的战略方向和目标要求。近年来,由于中美贸易摩擦、俄乌冲突等不确定因素,我国能源安全面临巨大风险。传统能源如煤炭作为安全能源的地位不可替代,但其对环境的影响和有限的储量使得寻求替代能源的需求日益迫切。     

“煤地质与煤结构”专题客座主编致读者

正我国能源资源禀赋特点决定了煤炭在能源结构中的主体地位。深入探索煤的资源和能源双重属性价值,有利于实现双碳目标。成煤地质条件是影响煤化学结构的本质因素,而煤的结构特性直接决定其加工利用水平。因此,探究煤地质与煤结构关系是为实现煤炭清洁高效利用的基础,是贯彻落实李克强总理在2020年政府报告中指出的推动煤炭清洁高效利用的重要指示,符合《能源技术革命创新行动计划(2016-2030)》提出的加强煤炭分级分质转化技术创新要求。     

“中国煤科首席科学家成果”专题客座主编致读者

正习近平总书记在党的十九大报告中指出,创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑。创新型国家的建设目标赋予科技界和企业界重要使命。煤炭作为我国的主体能源和重要工业原料,"十三五"以来,全行业围绕创新型煤炭科技体系建设,逐步形成科技规划引领、科技成果培育、科技平台协同、科技人才培养、科技成果转化的科技创新全链条,在科技创新引领行业高质量发展方面取得了令人瞩目的成就。     

“煤加工与洁净化工技术”专题客座主编致读者

<正>煤化工是化学工业的重要组成部分,我国"富煤缺油少气"的资源禀赋特点支撑着煤化工国家战略地位。现代煤化工产业作为实现煤炭资源高效利用的有力手段,其发展始于20世纪末,经过20多年的跨越式发展,取得了举世瞩目的辉煌成就,煤直接液化、煤气化、合成气费托合成、甲醇制烯烃、煤制乙二醇等工艺路线的核心技术与关键设备的科技创新均已实现重大突破,技术水平总体上已位居世界前列,其中煤直接液化、甲醇制烯烃、煤制乙二醇等已达到世界领先。     

深部煤层回采工作面高抽巷瓦斯抽采技术

为实现高瓦斯矿井的安全开采,针对深部煤层回采工作面瓦斯超限问题,确定高抽巷的合理布置层位,以保安矿为研究对象,通过高位钻孔现场试验,得到抽采层位大于50 m时,抽采浓度变化不大,且出现抽采浓度降低的现象,在抽采层位为20 m,抽采纯量最大。利用Fluent模拟,结合现场的地质条件,分析了高抽巷不同层位的瓦斯抽采浓度,确定了高抽巷位置为底板上方25 m的合理层位。通过现场实测分析得出,在该层位下,可以有效地降低采空区瓦斯浓度,保证安全生产的顺利进行。     

鸡西矿区深部煤层瓦斯立体化抽采实践

鸡西矿区已步入深部开采矿区行列,随着采深的增加,煤与瓦斯突出、冲击地压等矿井灾害事故愈发频繁。实施瓦斯抽采不仅能消除灾害危险更能充分利用能源资源。受煤层透气性影响地面预抽不能取得很好效果,而利用开采卸压的井下抽采系统则取得了良好效果,现已形成采空区,邻近层,本煤层的全方位立体化抽采系统,详细阐述了各抽采系统的设计及应用,为相似条件下的矿井瓦斯抽采提供参考。     

“煤矿智能化采煤工作面建设及应用”专题客座主编致读者

正在习近平新时代中国特色社会主义思想和习近平总书记四个革命、一个合作的能源安全战略思想指导下,相继印发《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》等政策。煤矿智能化采煤工作面建设是煤炭行业贯彻落实习近平总书记提出的以人民为中心思想和把人民群众生命安全和身体健康放在第一位重要指示,落实创新、协调、绿色、开放、共享新发展理念的重要手段,     

深部煤层瓦斯抽采钻孔变形失稳区域研究

深部开采煤层具备“三高一低”特性,抽采钻孔在深部煤层施工时及抽采过程中极易发生喷孔、塌孔等现象。采用数值模拟分析了不同部位抽采钻孔的变形失稳情况,确定了易发生变形失稳区域;根据弹塑性软化理论模型,研究了巷道围岩裂隙区和塑性区半径的变化规律,确定了钻孔位于巷道围岩内9.28 m左右区域容易发生失稳坍塌;现场实际钻孔变形失稳影响因素众多,钻孔失稳坍塌的部位亦有所不同。研究成果对钻孔失稳坍塌区域的准确防护、进而解决深部开采煤层抽采钻孔失稳坍塌问题有着重要的现场指导意义。     

“矿井冲击地压防治技术与工程实践”专题客座主编致读者

正冲击地压是煤矿开采的典型动力灾害之一,经过70余年的研究与攻关,我国从初期认识冲击地压阶段开始,经过冲击地压研究探索、冲击地压研究快速发展和冲击地压灾害新挑战等几个阶段,在冲击地压发生理论与防治技术上取得了诸多研究成果,初步建成了适合我国煤矿特色的冲击地压理论与技术体系。但随着我国煤矿开采深度的增加,冲击地压矿井数量和灾害危害程度显著增加。2018-2020年,我国发生4起重大、较大冲击地压事故,暴露出冲击地压防治形势依然严峻,治理任务十分艰巨,也必然促进冲击地压研究向更高的科学化研究阶段发展。冲击地压发生机理、冲击地压监测预警技术、冲击危险性评价方法、冲击地压防治技术、冲击地压巷道支护技术等仍需要进一步深入研究。     

“煤系气共采技术”专题特约主编致读者

正煤系气泛指赋存在煤系储集体中的各类天然气,以非常规天然气为主,如煤层气、煤系页岩气和煤系砂岩气,也包括煤系碳酸盐岩气、天然气水合物等。近年来,国内能源界高度关注到煤系气资源潜力及其开发利用价值,重视到由单纯煤层气勘探开发向煤系气共探合采转型的战略意义,投入巨资进行勘查与开发     

深部开采卸压瓦斯精准抽采体系构建及实践

为推进瓦斯治理水平高质量发展,以国内外研究进展为基础,建立了煤层瓦斯含量测定、瓦斯涌出量预测、瓦斯储运区辨识圈定、抽采方法确定、抽采参数设计、抽采工程施工、计量监测评价及调控的采动卸压瓦斯抽采全环节,从"精确度""准确度""精细度"对卸压瓦斯"精准抽采"内涵进行了阐释。以深部开采卸压瓦斯抽采关键问题为核心,主要内容为基石,重点技术为依托,手段与方法为途径,工程实践为验证,构建了多层级精准抽采体系框架。通过总结现有瓦斯涌出量预测的常用方法,得出瓦斯涌出量预测的一般箱体模型;以理论推导、试验模拟和现场反演3个方面研究为基础,提出了卸压瓦斯高效抽采区域精准辨识方法和流程;根据不同设计依据建立了卸压瓦斯精准抽采工程精准施工设计流程;以抽采数据动态感知、抽采效果评价及管网优化、抽采系统决策与调节为主要研究内容,提出了卸压瓦斯抽采精准调控的3个研究课题和研究思路;探讨了卸压瓦斯精准抽采云平台的架构,并应用卸压瓦斯精准抽采体系在山西典型高瓦斯突出矿井进行了现场工程实践。该研究完善了深部矿井卸压瓦斯治理的整体框架,为后续研究及现场应用提供了借鉴。     

本煤层瓦斯抽采预期抽采时间分析

为了对工作面既定瓦斯抽采率进行合理抽采时间预期,根据开采层煤层地质条件、钻孔布孔方式及单位质量煤体瓦斯含量特征,采用Comsol Multiphysics软件对煤体瓦斯压力进行了模拟分析,确定了工作面不同瓦斯抽采率下,钻孔瓦斯压力变化情况及预抽时间。通过对所取煤样残余瓦斯含量测定,验证了数值模拟的结果较为可靠。     

深部松软煤层瓦斯抽采钻孔钻护一体化技术研究

针对平顶山矿区深部煤层煤质松软,瓦斯抽采钻孔变形和坍塌现象普遍,瓦斯抽采困难的问题,开展了钻护一体化技术与装备研究。利用有限元软件ANSYS的广义Kelvin蠕变模型,分析了不同时间煤体蠕变对钻孔应力分布的影响规律,得到了软煤钻孔周围最大垂直应力分布范围。蠕变效应造成的平均(取竖直内径与水平内径的平均值)钻孔收缩量约为61%,平均作用周期约为20 d。以上述数值分析为基础,研发了磁吸牙片限位翻转式PDC通管钻头和内附导向衬管式通管钻杆,优选PE管作为护孔管,并在平顶山矿区的首山一矿进行现场试验。试验结果表明:采用深部松软煤层瓦斯抽采钻孔钻护一体化技术后,单孔平均百米瓦斯纯流量由0.003 6 m~3/(min·hm)提高至0.010 82m~3/(min·hm),瓦斯抽采效果明显。     

深部低透煤层瓦斯抽采钻孔封孔方式研究

针对深部低透煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量差的问题,分析了我国煤矿瓦斯抽采主要封孔方式技术特点以及存在的问题,认为巷帮及钻孔周围煤体应力“三带”分布、贯通裂隙发育情况及合理封孔深度的研究不够透彻,注浆压力和时间不足,钻孔应力失稳流动通道闭合、塌孔、淤塞等情况无法有效防治,是造成瓦斯抽采封孔效果不理想的主要原因。提出了研究扰动影响下钻孔周围煤体贯通裂隙发育情况,合理封孔深度,提高“两堵一注”囊袋堵头强度、注浆压力和时间,实施二次封孔以及孔壁支护等方面的改进对策,对深部矿井提高瓦斯抽采效率和安全生产具有重要的理论和现实意义。     

煤层瓦斯抽采钻孔抽采半径考察技术研究

采用FLAC3D数值模拟软件研究了抽采钻孔周围应力、位移及瓦斯压力的分布特征,并在现场进行了抽采半径的实测,验证了数值模拟结果的正确性。研究表明:采用数值模拟和现场测试相结合的方法,能够方便、快速地确定抽采钻孔的合理布置间距,对节省抽采半径的考察时间和合理布置抽采钻孔有一定的指导意义。     

高瓦斯近距离煤层精准瓦斯抽采技术研究与工程实践

以山西小回沟煤业有限公司2202工作面工程为背景,采用理论分析与现场实际相结合的方法,确定出距2#煤层顶板33～42.7 m、回风巷10～34 m为卸压瓦斯富集区域,并利用ZDY12000LD与ZDY4200LPS(A)钻机精准施工钻孔进行稳定高效抽采.在定向钻孔与普通钻孔相结合的精准瓦斯抽采方式下,2202工作面在回...     

高瓦斯煤层瓦斯综合抽采技术

新兴煤矿根据煤层和瓦斯的赋存情况,制定了综合抽放瓦斯的治理措施。通过对高瓦斯煤层进行综合抽放瓦斯治理,解决了工作面回风及上隅角瓦斯超限问题,有效地保证了安全生产。     

贵州省煤层瓦斯抽采技术探讨

针对贵州突出低透煤层的特点,结合中岭煤矿具体瓦斯抽放方法、开采巷道布置和回采工艺特点,应用现有的技术手段,提出了煤层瓦斯井上下同抽共采的想法,即增加对煤层气的利用率,并加以综合利用,可取得一定的经济效益;减少温室效应,改善能源结构,可取得较好的社会效益。     

高瓦斯煤层瓦斯抽采技术探讨

<正>骆驼山煤矿位于内蒙古自治区西部桌子山煤田背斜西翼中段的骆驼山海勃湾,地处乌海市境内。该区域主要煤种为肥煤和焦煤,主要含煤为9#和16#,9#煤层厚度约3 m,16#煤层厚度约3.5~5 m。9#和16#煤层间距为40~50 m。该区域内共有30多家地方煤矿,分别隶属于乌海市和鄂尔多斯市管辖。作为骆驼山煤矿的上级单位,神华乌海能源